王偉丹

摘要：隨著國(guó)家對(duì)污水處理廠出水的進(jìn)一步嚴(yán)格要求，污水處理廠的升級(jí)改造逐漸成為當(dāng)今水處理界關(guān)注的焦點(diǎn)。某污水處理廠采用兩級(jí)A/O+絮凝沉淀+過濾工藝對(duì)原處理工藝進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后該污水處理廠的出水水質(zhì)達(dá)到DB12/599—2015城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)。文章對(duì)比介紹了其改造前后的工藝以及出水水質(zhì)，為類似改造提供參考。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；工藝流程；出水水質(zhì)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得水污染問題越來(lái)越嚴(yán)重，我國(guó)近年來(lái)加大了污水治理設(shè)施建設(shè)的投入，污水處理廠數(shù)量逐年增加，為改善城鎮(zhèn)水環(huán)境發(fā)揮了重要作用。但隨著國(guó)家和地方對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，為使出水水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)很多已經(jīng)建成的污水處理廠正在進(jìn)行技術(shù)升級(jí)與改造。

1.原污水廠基本情況

某污水處理廠建于2003年，處理能力為1800m3/d，采用生化處理A2/O工藝，出水執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。2015年該市推出新地標(biāo)，要求污水處理廠出水必須達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599-201（5）的B標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)污水處理廠進(jìn)行升級(jí)改造，改造采用兩級(jí)A/O+混凝+砂濾工藝，強(qiáng)化脫氮除磷能力的同時(shí)，提高出水水質(zhì)。本次升級(jí)改造前對(duì)原處理工藝及構(gòu)建筑物進(jìn)行充分調(diào)研，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，最大程度利用原處理系統(tǒng)的構(gòu)建筑物，確保能節(jié)約投資，又能實(shí)現(xiàn)工藝流程優(yōu)化[1]。

1.1原工藝流程

原污水廠處理能力為1800m3/d，主要污水來(lái)源為區(qū)內(nèi)生化污水及部分企業(yè)廢水，采用A2/O+中水回用（反滲透）工藝，污泥處理采用機(jī)械脫水后泥餅外運(yùn)。原工藝流程如圖1所示，但由于缺少中水用戶，中水系統(tǒng)長(zhǎng)期閑置，實(shí)際運(yùn)行工藝為生化處理系統(tǒng)+污泥處理系統(tǒng)[1]。

1.2原污水廠存在的問題

改造前污水廠存在的問題包括以下幾個(gè)方面：

（（1）原出水水質(zhì)執(zhí)行國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，其中COD、TN、TP及SS均不能達(dá)到市新地標(biāo)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599—201（5）的要求；

（（1）原工藝中無(wú)臭氣收集裝置，對(duì)周圍環(huán)境造成不利影響；

（2）設(shè)計(jì)水量為1800m3/d，與實(shí)際運(yùn)行水量600～800m3/d不匹配，目前生化系統(tǒng)不穩(wěn)定，污泥活性不佳；

（3）實(shí)際進(jìn)水BOD5/TN=1～1.8、BOD5/TP=7～22，碳源不足，實(shí)際運(yùn)行中碳源補(bǔ)充量較大；

（4）生化系統(tǒng)只能單系列運(yùn)行，不具備不停工檢修的要求；

（（5）大部分設(shè)備老舊，低負(fù)荷下運(yùn)行效率低；反應(yīng)池在線儀表?yè)p壞；中水回用系統(tǒng)閑置多年，多數(shù)設(shè)備腐蝕老化，已無(wú)法使用；

（6）污水處理廠無(wú)應(yīng)急事故池。

2.設(shè)計(jì)水質(zhì)

污水廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)不變，原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中沒有TN、TP的進(jìn)水值，此次TN、TP進(jìn)水指標(biāo)采用實(shí)際監(jiān)測(cè)值[2]。升級(jí)改造后工程的進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

3.升級(jí)改造工藝流程

本次改造結(jié)合污水處理場(chǎng)現(xiàn)狀并考慮污水處理廠提標(biāo)的要求，充分利用原有構(gòu)建筑物，保留集水池及粗格柵、細(xì)格柵及隔油池、剩余污泥處理系統(tǒng)及中水回用系統(tǒng)中的砂濾池、泵房、變電所等；對(duì)原有調(diào)節(jié)池、A2/O池及沉淀池進(jìn)行改造；污水池加蓋，對(duì)臭氣進(jìn)行收集集中處理；原中水回用系統(tǒng)中的砂濾罐立舊作為深度處理系統(tǒng)的一部分，中水系統(tǒng)其他設(shè)備不在此次改造范圍內(nèi)[3]。

升級(jí)改造后，處理能力既能滿足800m3/d現(xiàn)狀污水量，也能滿足原設(shè)計(jì)處理量1800m3/d的要求。原調(diào)節(jié)池經(jīng)核算，一部分改造成應(yīng)急事故池；原A2/O池改造成兩級(jí)A/O池，小水量時(shí)可串聯(lián)運(yùn)行，滿負(fù)荷污水量時(shí)并聯(lián)運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)生化系統(tǒng)的不停產(chǎn)檢修；原沉淀池改造成沉淀池+絮凝沉淀池。改造后工藝流程如圖2所示。包括生化處理系統(tǒng)、深度處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)及臭氣收集系統(tǒng)四部分。

改造工藝段的主體構(gòu)筑物是生化處理系統(tǒng)中的兩級(jí)A/O池及深度處理系統(tǒng)中的絮凝沉淀池+砂濾罐，兩級(jí)A/O的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）可靈活運(yùn)行，既可滿足現(xiàn)狀小污水量的要求，又可實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷污水量運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生化系統(tǒng)的不停產(chǎn)檢修；

（2）剩余污泥回流進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，形成的污泥濃度梯度由高到低，整體平均污泥濃度較高，污泥負(fù)荷較低，提高了生化系統(tǒng)的抗沖擊能力；

（3）分段進(jìn)水可充分利用碳源，將污水中碳源利用程度最大化，對(duì)于碳源不足的污水，減少了額外碳源的投加量；

（4）分段進(jìn)水將污水按科學(xué)比例分別進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)以及缺氧區(qū)，保證了厭氧區(qū)和缺氧區(qū)充足的有機(jī)物含量，同時(shí)兩級(jí)A/O強(qiáng)化了硝酸鹽的反硝化，提高了系統(tǒng)的脫氮效率；（

（5）兩級(jí)A/O作為脫氮系統(tǒng)的升級(jí)改造工藝，總體池容相對(duì)變小，節(jié)省了工程投資和占地面積。

深度處理工藝的選擇是在充分調(diào)研原工藝流程及實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)、水量的基礎(chǔ)上，確定采用混凝沉淀+砂濾，優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）進(jìn)一步去除部分有機(jī)物及SS，同時(shí)實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷，出水能夠穩(wěn)定達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求；

（2）充分結(jié)合原工藝流程，無(wú)新增構(gòu)建筑物，節(jié)省投資。

4.改造設(shè)計(jì)

4.1集水井

污水通過排水管網(wǎng)進(jìn)入集水井，集水井內(nèi)設(shè)有粗格柵1臺(tái)，潛污泵3臺(tái)。由于潛污泵故障較多，影響生產(chǎn)，在集水井內(nèi)新增兩臺(tái)自吸泵[1]。污水通過泵提升，經(jīng)細(xì)格柵進(jìn)入隔油池。

4.2調(diào)節(jié)池及事故池

將原調(diào)節(jié)池中間設(shè)隔墻，分割為事故池與調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池尺寸：10m×7m×4.3m，事故池尺寸：6m×7m×4.3m。區(qū)內(nèi)來(lái)事故污水通過閥門切換進(jìn)入事故池，根據(jù)水質(zhì)情況選擇外運(yùn)處理或是進(jìn)入調(diào)節(jié)池逐步處理。事故水池內(nèi)利用原有潛水?dāng)嚢铏C(jī)一臺(tái)， 新增污水提升泵一臺(tái)，Q=60m3/h，H=6m，用于轉(zhuǎn)移事故水。

污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水量，均勻水質(zhì)。調(diào)節(jié)池已有潛水?dāng)嚢铏C(jī)一臺(tái)，用于混合污水。已有潛污泵3臺(tái)，其中2臺(tái)需要更換，Q=25m3/h，H=9.8m。

4.3兩級(jí)A/O池

經(jīng)調(diào)節(jié)后的污水，進(jìn)入生化系統(tǒng)。生化系統(tǒng)由原來(lái)的A2/O池改造為厭氧池——缺氧1池——好氧1池——缺氧2池——好氧2池。厭氧池利舊，尺寸：6m×7m×4.3m；原缺氧池好氧池改造成兩級(jí)A/O池，缺氧1池尺寸：10m×4.7m×4.3m；好氧1池尺寸：10m×5.8m×4.3m；缺氧2池尺寸：10m×4m×4.3m；好氧2池尺寸：10m×5.8m×4.3m；新增缺氧池?cái)嚢杵?臺(tái)，N=4kW。更換原曝氣系統(tǒng)及管路，設(shè)置營(yíng)養(yǎng)鹽加藥裝置一套，N=1.5kW。

4.4沉淀池及絮凝沉淀池

將原平流沉淀池改造為沉淀池+絮凝沉淀池，在沉淀池的前部重新設(shè)計(jì)倒流墻避免污水短流。沉淀池尺寸：10m×5m×4.3m，絮凝沉淀池尺寸：6m×5m×4.3m。沉淀池出水自流進(jìn)入絮凝沉淀池，投加PAC和PAM，通過攪拌，獲得良好的絮凝效果。絮凝沉淀池采用斜管沉淀，以提高沉淀效率，節(jié)省占地面積。沉淀池污泥回流至厭氧池，絮凝沉淀池污泥及剩余污泥進(jìn)入污泥池脫水處理[3]。新增絮凝攪拌機(jī)2臺(tái)，N=1.1kW；潛水吸泥泵1臺(tái)，N=11m3/h，H=10m；PAC加藥裝置1套，N=1.5kW；PAM加藥裝置1套，N=2.25kW。4.6中間水池將中間水池改造為次氯酸鈉接觸池，用于混合藥劑并保證接觸時(shí)間，為化學(xué)除氮?jiǎng)?chuàng)造條件，池體尺寸：4m×3.45m×3m；新增次氯酸鈉加藥裝置1套，N=1.5kW。

4.6砂濾罐

原中水回用系統(tǒng)中的砂濾罐利舊，尺寸：Φ3.0m×3.0m，更換內(nèi)部濾料。

4.7污泥處理系統(tǒng)利舊

污泥池尺寸：4.0m×3.45m×3.0m；污泥螺桿泵1臺(tái)：Q=12m3/hr，H=60m；帶式脫水機(jī)1臺(tái)：DNDY-500；螺旋輸送機(jī)一臺(tái)：WLS-260。

5.調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果

污水廠升級(jí)改造后經(jīng)過3個(gè)月的調(diào)試，出水水質(zhì)穩(wěn)定，于2017年12月竣工驗(yàn)收。目前污水廠運(yùn)行水量基本穩(wěn)定在500～750m3/d，環(huán)保部門的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表2。

由表2可見，該污水廠經(jīng)過提標(biāo)改造后出水可穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599—201（5）的B標(biāo)準(zhǔn)。

6.投資與運(yùn)行費(fèi)用

工程固定總投資約為人民幣190萬(wàn)元，其中包括土建費(fèi)用、設(shè)備更換及新增設(shè)備。運(yùn)行費(fèi)用：噸水電費(fèi)費(fèi)用為3.11元，噸水藥劑費(fèi)用為0.41元，噸水人工費(fèi)用為1.17元。合計(jì)噸水處理費(fèi)用為4.65元。

7.結(jié)束語(yǔ)

綜上，經(jīng)過升級(jí)改造后，該污水處理廠實(shí)現(xiàn)了工藝流程優(yōu)化，污水處理能力得到了顯著的提高，降低了向水體環(huán)境中排放污染物總量，同時(shí)最大程度利用了原處理系統(tǒng)的構(gòu)建筑物，節(jié)約了投資。污水處理工藝形式以及技術(shù)還在不斷的推陳出新，相信污水處理廠污水處理能力也將不斷提升，為城市建設(shè)貢獻(xiàn)更大的力量。

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